SZJ-DP04C型 物聯網綜合實驗實訓操作臺
一、平臺簡介：
“SZJ-DP04C型物聯網綜合實驗實訓操作臺”，是上海中甌公司根據物聯相關專業課程大綱的要求設計而研發，面向教學、科研、實訓的綜合實驗平臺。平臺提供了多種傳感器節點、433M/ZigBee網絡模塊、ARM 處理器為內核的網關、強電控制模塊等硬件資源，網絡協議、數據采集控制程序、網關GUI應用程序、數據庫管理程序、網絡監控等軟件資源，具有詳細的實驗指導書，資源豐富，功能強大。適合高校物聯網綜合實驗的教學與二次開發，是樓宇技能實訓考核的先進實驗室設備。
二、平臺組成與特點：
1、平臺由實訓桌與控制臺組成，采用全鋼結構，平臺牢固，耐磨；實訓桌底部安裝有帶剎車功能的萬向輪，可以靈活，方便的移動設備，實訓桌外形尺寸：長1200mm×寬800mm×高840mm；控制臺是實現物聯網采集與控制的主體，尺寸：長1470mm×寬750mm×高760mm；支持S3C6410X和Cortex-A8雙核心板，可運行Linux、Android、Windows CE；
2、集成了433M、ZigBee兩個頻段，短距離無線網絡資源更豐富；
3、靈活多樣的傳感器，支持16種以上傳感器，支持用戶定制；
4、短距離無線通信網絡：包括433M、ZigBEE、RFID等；
5、長距離通信模塊：包括以太網（有線）、WiFi、GSM/GPRS、3G、GPS等。
6、提供無線調光節點，網關直接調整白熾燈光線強弱；
7、集成多路220V無線強電控制節點，五孔86面板，更好提高學生用電安全整機消耗：1.0kVA；
8、提供紅外自學習模塊，可學習空調、電視機、DVD、功放等紅外遙控設備；
9、提供無線窗簾控制模塊，配置窗簾控制電機，網關直接控制窗簾的開關；
10、采用品牌漏電斷路器，保障人身安全和防止設備因發生漏電造成的事故；
三、硬件資源：
嵌入式網關 | 核心板：默認采用Cortex-A8高性能嵌入式處理器，支持S3C6410X，主頻1GHz；512MB DDR內存，8GB Nand Flash；集成DM9000網卡控制器，AC97音頻解碼器；處理器內置OpenGL 2D/3D圖形硬件加速器等； |
底板：接口底板采用4層PCB工藝，含豐富的外圍接口。板載啟動代碼選擇開關；板載RTC；板載1個獨立CAMERA接口；板載1路RS232調試串口；板載5個Android專用鍵盤；板載2個USB HOST 2.0，1個USB OTG 2.0接口；板載2個SDIO接口（1個SD卡接口，1個SDIO wifi接口）；板載TV-OUT、HDMI、VGA輸出接口；具有AVIN模擬輸入接口；提供7寸液晶顯示器；支持WIFI模塊、3G模塊、GPS模塊等，支持WIFI網、有線網絡、3G網絡自由切換；WCDMA和EVDO兩種3G模塊系統自動識別；支持電阻式觸摸屏與電容式觸摸屏，默認提供電容式觸摸屏；外擴雙排系統總線接口（包括I2C、SPI、PWM、AD/DA等接口）；默認配置ZigBee無線通信模塊，WiFi模塊等，選配3G移動網絡通信模塊、GPS定位模塊等；增加指南針，陀螺儀，加速傳感器支援；單鍵開關機等，詳細參見升級版智能網關一節。 | |
網關擴展模塊 | 基礎功能模塊、串口擴展模塊、ZigBee協調器 |
ZigBee節點 | 標配TI CC2530，內置增強型8位51單片機和RF收發器；內置溫度傳感器、串口、A/D轉換模塊、SPI接口和I/O端口；符合IEEE802.15.4/ZigBee標準規范，頻段范圍2.045G~2.484G；無線數據傳輸速率約為20~250kbps，通信距離在30~300米左右；具有片內128/256K的可編程Flash，8K的RAM；配置自主研發的ZigBee燒寫器：CC DEBUGGER； 可配置12種以上傳感器：溫濕度傳感器模塊，光照傳感器模塊，熱釋電傳感器模塊，煙霧傳感器模塊，空氣質量傳感器，火焰傳感器，顏色傳感器，震動傳感器，無線網絡協調器，電機、LED燈模塊，單片機模塊，顯示模塊，機械傳送模塊，射頻識別模塊，智能工廠倉庫等； 被控設備：2路強電控制開關、1路調光控制模塊、1路直流電機模塊。 |
433M節點 | （1）標配TI CC1101射頻IC模塊；（2）節點由傳感器、CC1101射頻IC模塊、與MSP430單片機組成，CC1101通過RS232接口與MSP430通信； （3）CC1101射頻模塊的性能：工作頻率：433M；調制方式：FSK；發射功率：10dbm；接收靈敏度：-112dbm@1200bps；發送電流：<35mA，接收電流：<25mA，休眠電流：<16uA；數據接口：rs232；（4）模塊通信距離：0-100米；（5）標配傳感器：振動、指紋、玻璃破碎、煙霧等傳感器。 |
四、軟件資源：
Linux操作系統 |
系統引導程序：提供Uboot源碼；操作系統：Linux2.6.35或3.0.8；文件系統：yaffs；圖像用戶界面：支持qt2.2.0/qt4.5.2/qt4.7.3；設備驅動：提供A/D、SPI、UART、I2C、PWM、SDIO、WiFi等接口驅動與測試程序；應用程序：提供GPRS/GSM模塊的撥打電話、收發短信、GPRS數據通信、接入互聯網等應用程序；支持基于3G模塊的網絡瀏覽功能；支持基于GPS模塊的搜星、定位功能；提供ZigBee節點的數據采集與控制應用程序。提供基于ZigBee無線網絡的家居環境采集、家居設備控制程序。 |
Android操作系統 |
系統引導程序：提供Uboot源碼；操作系統內核：Linux2.6.35；文件系統：yaffs；圖像用戶界面：支持Android4.0版本；設備驅動：提供A/D、SPI、UART、I2C、PWM、SDIO、WiFi等接口驅動與測試程序；應用程序：提供3G模塊的撥打電話、收發短信、TCP/IP數據通信、接入互聯網等應用程序；支持3G模塊的網絡瀏覽功能；支持基于GPS模塊的搜星、定位功能；提供ZigBee節點的數據采集與控制的Android應用程序；提供基于ZigBee的家居環境監測程序；提供基于ZigBee的森林火警監測程序。 |
WindowsCE系統 |
系統版本：WinCE 6.0；提供A8板級支持包；提供A/D、SPI、I2C、PWM、SDIO接口的測試程序；提供ZigBee節點的數據采集與控制應用程序。 |
ZigBee無線傳感網絡 |
符合IEEE802.15.4標準規范，頻段范圍2.045G~2.484G；支持TI Z-Stack 2007和TinyOS兩種協議棧；Z-Stack協議棧為事件輪詢式操作系統，支持多任務處理；支持星形、樹型、網狀三種網絡拓撲結構；支持Packet Sniffer抓包分析儀；支持串口調試上位機軟件Z-Tool；支持IAR集成開發環境；支持第三方SmartRF Flash燒寫工具；不同傳感器節點的固件程序，同一個工程編譯；提供基于Z-Stack的ZigBee節點數據采樣與控制的源碼。 |
433M無線傳感網絡 |
采用星形網，節點采樣信息都匯聚到433M協調器上；支持IAR for MSP430集成開發環境；支持在線下載燒寫；提供IAR集成開發環境下433M節點數據采集與控制的源碼：包含平臺上的四種傳感器。 |
五、典型實驗列表：
《CC2530單片機原理與應用》《無線傳感器網絡》典型實驗： | |
基礎實驗： 實驗一 ★建立一個簡單的工程 實驗二 通用數字I/O實驗 實驗三 OLED屏顯示實驗I(軟件模擬SPI) 實驗四 OLED屏顯示實驗II（硬件SPI） 實驗五 ★UART串口通訊實驗 實驗六 外部中斷實驗 實驗七 溫度傳感器實驗 實驗八 功耗模式實驗 | 協議棧實驗： ★TI GenericApp原程序再現； 基于GenericApp的數據傳輸實驗； ★GenericApp下溫濕度節點與協調器的無線傳輸； GenericApp下多節點與協調器的無線傳輸； GenericApp下的樹型網絡拓撲建立實驗； ★基于GenericApp的ZigBee節點數據采集與控制綜合實驗。 |
Linux：《數據處理與智能決策》《物聯網控制》相關課程典型實驗： | |
1. ★網關Linux平臺快速建立： 實驗一 Uboot燒寫 實驗二 Linux內核燒寫 實驗三 燒寫ubifs根文件系統 2. ★嵌入式Linux開發環境的建立實驗： 實驗一 VMware ubuntu的安裝 實驗二 交叉編譯鏈與mkcramfs的安裝 實驗三 安裝nfs服務器 實驗四 u-boot配置與編譯 實驗五 Linux內核編譯與基礎實驗： 內核驅動配置與測試；Shell編程；Hello world實驗；多線程實驗；多進程實驗；進程間通信實驗；Makefile實驗； 實驗六 ★Linux接口測試實驗： LED顯示測試、AD采樣測試程序、按鍵值檢測測試、PWM蜂鳴器測試程序、串口通 | 信實驗、服務器-客戶端網絡編程實驗； 3. 嵌入式qtopia2.2.0或qt4應用實驗： 實驗一 Qtopia2.2.0應用程序實驗： LED控制實驗、KEY檢測實驗、ADC采集實驗、PWM蜂鳴器控制實驗； 實驗二★Qt4應用程序實驗： Qt-creator環境建立實驗； Qt-creator控件使用實驗； Qt4-hello world實驗； ZigBee節點數據采集與控制實驗：溫濕度、光線、光敏、數字氣壓、繼電器、遙控按鍵、火焰、雨滴、結露等節點。 ZigBee節點控制實驗：強電開關控制、白熾燈調光控制、窗簾電機驅動控制、直流電機調速控制等實驗。 |
七、平臺清單：
組成 | 序號 | 名稱 | 單位 | 數量 |
嵌入式網關 | 1 | Cortex-A8嵌入式主板 | 個 | 1 |
2 | 7寸真彩液晶觸摸屏（電容式或電阻式） | 個 | 1 | |
網關擴展模塊（或選配擴展板） | 3 | 基礎功能模塊 | 個 | 1 |
4 | 串口擴展模塊 | 個 | 1 | |
5 | ZigBee協調器接口板 | 個 | 1 | |
6 | 直流電機控制板 | 個 | 1 | |
7 | 步進電機擴展板 | 個 | 1 | |
8 | 繼電器控制板 | 個 | 1 | |
ZigBee節點 | 9 | ZigBee通信模塊 | 個 | 1 |
10 | 溫濕度傳感器模塊 | 個 | 1 | |
11 | 光照傳感器模塊 | 個 | 1 | |
12 | 熱釋電傳感器模塊 | 個 | 1 | |
13 | 煙霧傳感器模塊 | 個 | 1 | |
14 | 空氣質量傳感器 | 個 | 1 | |
15 | 火焰傳感器 | 個 | 1 | |
16 | 顏色傳感器 | 個 | 1 | |
17 | 震動傳感器 | 個 | 1 | |
18 | 無線網絡協調器 | 個 | 1 | |
19 | 射頻識別模塊 | 個 | 1 | |
20 | 單片機模塊 | 個 | 1 | |
21 | 顯示模塊 | 個 | 1 | |
433M通信節點 | 22 | 433M通信模塊 | 個 | 1 |
23 | 振動傳感器 | 個 | 1 | |
24 | 指紋識別傳感器 | 個 | 1 | |
25 | 玻璃破碎傳感器 | 個 | 1 | |
26 | 煙霧傳感器 | 個 | 1 | |
27 | 433M傳感器通信控制板 | 個 | 4 | |
28 | 膠棒天線 | 個 | 4 | |
ZigBee控制節點 | 29 | 86盒無線強電控制節點 | 個 | 2 |
30 | 觸摸調光無線控制節點 | 個 | 1 | |
31 | LED燈模塊 | 個 | 2 | |
32 | 直流電機無線控制節點 | 個 | 1 | |
33 | 直流電機 | 個 | 1 | |
34 | 白熾燈與直流電機安裝盒 | 個 | 1 | |
集成燒寫機 | 35 | 2位編碼開關 | 個 | 1 |
36 | 一鍵燒寫板 | 個 | 1 | |
計算機通信接口 | 37 | RJ45與RS232通信接口面板 | 個 | 1 |
38 | USB通信接口面板 | 個 | 1 | |
操作臺 | 39 | LCD顯示器支架 | 個 | 1 |
40 | 全鋼臺式控制柜 | 個 | 1 | |
41 | 實驗桌 | 個 | 1 | |
42 | 品牌電腦（主機+19寸顯示器） | 個 | 1 | |
附件 | 43 | 開關電源（輸出24V/12V/5V） | 個 | 1 |
44 | 交叉串口線 | 個 | 1 | |
45 | 交叉網線 | 個 | 1 | |
46 | Mini USB數據線 | 個 | 1 | |
47 | 方口USB同步線 | 個 | 1 | |
48 | FT-CC253-Debugger調試器 | 個 | 1 | |
49 | SD卡讀寫器 | 個 | 1 | |
50 | 4G SD card | 個 | 1 | |
51 | 觸摸筆 | 個 | 1 | |
52 | 基于Linux系統的實驗指導書 | 個 | 1 | |
軟件 | 53 | ZigBee節點無線透明傳輸軟件 | 個 | 1 |
54 | Linux下ZigBee與433M節點采樣控制軟件 | 個 | 1 | |
55 | Android下ZigBee節點采樣控制軟件 | 個 | 1 | |
56 | Linux下環境檢測與聯動控制軟件 | 個 | 1 |
